【正文】 架構(gòu)上進(jìn)行開發(fā)的 ， 被首先用于對(duì)擴(kuò)展虛擬地址和 64位數(shù)據(jù)處理技術(shù)有更高要求的產(chǎn)品領(lǐng)域 。 ARMv8 架構(gòu)包含兩個(gè)執(zhí)行狀態(tài)：AArch64和 AArch32。 AArch64執(zhí)行狀態(tài)針對(duì) 64位處理技術(shù) ， 引入了一個(gè)全新指令集 A64， 可以存取大虛擬地址空間 ， 支持 TrustZone技術(shù) 、 虛擬化技術(shù)及NEON advanced SIMD技術(shù)等；而 AArch32執(zhí)行狀態(tài)支持現(xiàn)有的 ARM指令集 。 Pg 92 ARM處理器核 ——ARM Cortex系列 ARM Cortex發(fā)布于 2022年 ， 為各種不同性能需求的應(yīng)用提供了一整套完整的優(yōu)化解決方案 ， 該系列的技術(shù)劃分完全針對(duì)不同的市場(chǎng)應(yīng)用和性能需求 。 目前 ARM Cortex定義了三個(gè)系列： ① “ A”系列面向尖端的基于虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)和用戶 應(yīng)用； ② “ R”系列針對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)； ③ “ M”系列對(duì)微控制器和低成本應(yīng)用提供優(yōu)化 。 Pg 93 ARM處理器核 ——CortexM 針對(duì)價(jià)格敏感應(yīng)用領(lǐng)域的嵌入式處理器 ， 只支持 Thumb2指令集 ， 強(qiáng)調(diào)操作的確定性 ， 以及性能 、功耗和價(jià)格的平衡 。 是為對(duì)開發(fā)費(fèi)用非常敏感同時(shí)對(duì)性能要求不斷增加的嵌入式應(yīng)用 （ 如微控制器 、 汽車車身控制系統(tǒng)和各種大型家電 ） 所設(shè)計(jì)的 ， 主要面向單片機(jī)領(lǐng)域 ， 可以說(shuō)是 51單片機(jī)的完美替代品 。 Pg 94 ARM是公司名稱 ARM是一種處理器架構(gòu) ARM是一種標(biāo)準(zhǔn) 注： “ ARM核”并不是芯片， ARM核與其它部件如 RAM、ROM、片內(nèi)外設(shè)組合在一起才能構(gòu)成現(xiàn)實(shí)的芯片。 Pg 95 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 七 嵌入式操作系統(tǒng) 與通用操作系統(tǒng)相比較，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依賴性、軟件固化以及應(yīng)用的專用性等方面具有較為突出的特點(diǎn) 嵌入式操作系統(tǒng)的出現(xiàn)大大提高了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的效率，改變了以往嵌入式軟件設(shè)計(jì)只能針對(duì)具體的應(yīng)用從頭做起的方式。 嵌入式操作系統(tǒng) EOS (Embedded OS)：指運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)中，對(duì)整個(gè)嵌入式系統(tǒng)所操作、控制的各種資源進(jìn)行協(xié)調(diào)、調(diào)度和控制的系統(tǒng)軟件。 EOS負(fù)責(zé)嵌入系統(tǒng)的全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度，控制、協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)。 EOS是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺(tái)，是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分，通常包括系統(tǒng)內(nèi)核、與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面等。 Pg 96 驅(qū)動(dòng)程序 HAL/BSP 應(yīng)用程序接口（ API） 數(shù)據(jù)庫(kù) 模塊 網(wǎng)絡(luò)模塊 圖形驅(qū)動(dòng) OS核 內(nèi)存管理 任務(wù)間 通信 OS 基本模塊 擴(kuò)展模塊 任務(wù)調(diào)度 應(yīng)用程序 硬件層 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 資源管理 文件系統(tǒng) Pg 97 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 典型的嵌入式操作系統(tǒng) (1). VxWorks VxWorks操作系統(tǒng)是美國(guó) WindRiver公司于 1983年設(shè)計(jì)開發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。是目前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中使用最廣泛、市場(chǎng)占有率最高的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它支持多種處理器，如 X86, i960, Sun Sparc, Motorola MC68k, MIPS RX000, PowerPC, ARM等。由于其良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)重要的一席之地。 VxWorks以其良好的可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)星通訊、軍事演習(xí)、彈道制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等。在美國(guó)的 F1 FA18 戰(zhàn)斗機(jī)、 B2 隱形轟炸機(jī)和愛國(guó)者導(dǎo)彈上，甚至連 1997年 4月在火星表面登陸的火星探測(cè)器上也使用到了 VxWorks。在我國(guó)的交換通信設(shè)備上， VxWorks幾乎成了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。 Pg 98 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 (2). Nucleus Nucleus Plus是美國(guó)源代碼操作系統(tǒng)商 ATI(Accelerated Technology Inc.)公司推出的新一代嵌入式操作系統(tǒng)，屬于搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，其 95%的代碼使用 ANSI C編寫，非常便于移植于各種處理器家族。從實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)講，不同于傳統(tǒng)嵌入式開發(fā)， Nucleus Plus是以函數(shù)庫(kù)的形式鏈接到目標(biāo)應(yīng)用程序中，形成可執(zhí)行目標(biāo)代碼，下載到目標(biāo)板上或燒到 ROM/FLASH ROM 中去執(zhí)行。 Nucleus Plus內(nèi)核在典型的 CISC體系結(jié)構(gòu)上占據(jù)大約 20k空間，而在典型的 RISC體系結(jié)構(gòu)上占據(jù)空間為 40k左右，其內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)占據(jù) 。 Nucleus Plus以其實(shí)時(shí)響應(yīng)、搶先、多任務(wù)以及源代碼開放特性獲得在通訊、國(guó)防、工業(yè)控制、航空 /航天、鐵路、網(wǎng)絡(luò)、 POS、自動(dòng)化控制、智能家電等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 Pg 99 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 (3). QNX QNX 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是由位于加拿大渥太華的 QNX軟件系統(tǒng)公司開發(fā)的一個(gè)針對(duì)嵌入式應(yīng)用的，可以使用在嚴(yán)實(shí)時(shí)應(yīng)用中的高可靠性微內(nèi)核實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。能夠運(yùn)行在 x86, PowerPC, ARM, XScale, MIPS, SH4等一系列硬件平臺(tái)上。 它由微內(nèi)核和一組共操作的進(jìn)程組成，具有高度的伸縮性 ,可靈活地剪裁，最小配置只占用幾十 KB內(nèi)存。因此，可以廣泛地嵌入到智能機(jī)器、智能儀器儀表、機(jī)頂盒、通訊設(shè)備、PDA等應(yīng)用中去。 2022年 7月， QNX被應(yīng)用到 NASA重返太空飛行任務(wù)中的 Neptec激光攝像機(jī)系統(tǒng)中。 Pg 100 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 (4). Windows CE Windows CE是微軟開發(fā)的一個(gè)開放的、可升級(jí)的 32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作系統(tǒng) 。 Windows CE的圖形用戶界面相當(dāng)出色。其中 CE中的 C代表袖珍 (Compact)、消費(fèi) (Consumer)、通信能力 (Connectivity)和伴侶 (Companion)， E代表電子產(chǎn)品 (Electronics)。 Windows CE是所有源代碼全部由微軟自行開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)，其操作界面雖來(lái)源于 Windows 95/98，但 Windows CE是基于 Win32 API重新開發(fā)的、新型的信息設(shè)備平臺(tái)。Windows CE具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和基于 Win32應(yīng)用程序接口以及與處理器無(wú)關(guān)等特點(diǎn)。 Windows CE不僅繼承了傳統(tǒng)的Windows圖形界面，并且在 Windows CE平臺(tái)上可以使用如 Visual Basic、 Visual C++等工具，使用同樣的函數(shù)、使用同樣的界面風(fēng)格，使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡(jiǎn)單的修改和移植就可以在 Windows CE平臺(tái)上繼續(xù)使用。 Pg 101 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 (5). Linux Linux是一個(gè)類似于 Unix的操作系統(tǒng)。它起源于芬蘭一個(gè)名為 Linus Torvalds的業(yè)余愛好，但是現(xiàn)在已經(jīng)是最為流行的一款開放源代碼的操作系統(tǒng)。 Linux從 1991年問(wèn)世到現(xiàn)在，短時(shí)間內(nèi)已發(fā)展成為一個(gè)功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)完善的操作系統(tǒng)，其性能在很多方面甚至超過(guò)了很多商用的 Unix系統(tǒng)。伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步而發(fā)展起來(lái)的 Linux OS已成為 Windows 系統(tǒng)的強(qiáng)勁對(duì)手。 Linux系統(tǒng)不僅能夠運(yùn)行于 PC平臺(tái)，還在嵌入式系統(tǒng)方面大放光芒，各種嵌入式 Linux OS迅速發(fā)展。目前正在開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)中， 49％的項(xiàng)目選擇 Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)。 Pg 102 (6). Android 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 Android一詞的本義指“機(jī)器人”， Android是 Google在2022年 11月 5日公布的基于 Linux平臺(tái)的開源智能手機(jī)操作系統(tǒng)名稱。該平臺(tái)由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成，是首個(gè)為移動(dòng)終端打造的真正開放和完整的移動(dòng)軟件。 良好的平臺(tái)開放性 Android手機(jī)系統(tǒng)最震撼人心之處在于它的 開放性和服務(wù)免費(fèi) 。 Android是一個(gè)對(duì) 第三方軟件完全開放 的平臺(tái)，開發(fā)者在為其開發(fā)程序時(shí)擁有更大的自由度，突破了 iPhone等只能添加為數(shù)不多的固定軟件的枷鎖；同時(shí)與 Windows Mobile、Symbian等廠商不同， Android操作系統(tǒng)至今 免費(fèi)向開發(fā)人員 提供。 Pg 103 實(shí)現(xiàn)個(gè)性化應(yīng)用設(shè)定 Android系統(tǒng)對(duì)所有應(yīng)用程序一視同仁，不會(huì)區(qū)分手機(jī)的核心應(yīng)用程序和第三方應(yīng)用程序。它們可以平等的享有手機(jī)性能，向用戶提供廣泛的應(yīng)用和服務(wù)。用戶可以隨心所欲的設(shè)定、替換手機(jī)屏幕上的各種應(yīng)用程序、小插件等，打造出完全符合自己使用需求的個(gè)性化手機(jī)。 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 與 Google應(yīng)用的無(wú)縫結(jié)合 由于 Android系統(tǒng)是由 Google主導(dǎo)研發(fā)，因此 Android操作系統(tǒng)手機(jī)可以無(wú)縫結(jié)合優(yōu)秀的 Google互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，如大家熟知的 Google Map、 Google Search、 Gmail等，在手機(jī)上同樣可以方便的使用。 Pg 104 uC/OS——Micro Controller OS，微控制器操作系統(tǒng) ? 美國(guó)人 Jean Labrosse 于 1992年完成。 ? 應(yīng)用面覆蓋了諸多領(lǐng)域，如照相機(jī)、醫(yī)療器械、音響設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、高速公路電話系統(tǒng)、自動(dòng)提款機(jī)等 。 ? 1998年推出 uC/OSII， 2022年推出 uC/OSIII， 。 ? 2022年，得到美國(guó)航空管理局（ FAA）的認(rèn)證，可以用于飛行器中。 ? 網(wǎng)站 (7). uC/OS 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 uC/OS相較 Linux系統(tǒng)，更簡(jiǎn)單易學(xué)，花費(fèi)較少時(shí)間可以完整掌握其內(nèi)核結(jié)構(gòu)和工作細(xì)節(jié)、以及在不同平臺(tái)進(jìn)行移植實(shí)現(xiàn)。 Pg 105 第一講 嵌入式系統(tǒng)概述 小結(jié)： 1. 嵌入式系統(tǒng)基本概念 2. 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn) 3. 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展 4. 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 5. 嵌入式系統(tǒng)組成 6. 嵌入式處理器 7. 嵌入式操作系統(tǒng)